JP5297080B2 - Cycloconverter generator - Google Patents

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Description

この発明は、ある周波数の交流電力を別の周波数の交流電力に変換して出力するサイクロコンバータ式発電機に関する。   The present invention relates to a cycloconverter generator that converts AC power of a certain frequency into AC power of another frequency and outputs the same.

ある周波数の交流電力を別の周波数の交流電力に変換して出力するサイクロコンバータ式発電機は良く知られており、その例として特許文献１記載の技術を挙げることができる。特許文献１記載の技術にあっては、３相の出力巻線に相互に逆並列にブリッジ接続される正負のサイリスタ群を目標とする交流電力の周波数の半周期ごとに可変の点弧幅で点弧して目標周波数の単相の交流電力を生成している。
特許第３４４７９３４号公報 A cycloconverter type generator that converts AC power of a certain frequency into AC power of another frequency and outputs the power is well known, and a technique described in Patent Document 1 can be given as an example. In the technique described in Patent Document 1, a variable firing width is provided for each half cycle of the frequency of AC power targeting a group of positive and negative thyristors that are bridge-connected in reverse parallel to the three-phase output windings. It is ignited to generate single-phase AC power at the target frequency.
Japanese Patent No. 3447934

特許文献１記載の技術にあってはさらに、正負のサイリスタ群の一方のみを点弧することで直流電力の生成も可能なことも開示するが、交流電力と直流電力の切り替えについては何等開示するものではなかった。   The technique described in Patent Document 1 further discloses that it is possible to generate DC power by firing only one of the positive and negative thyristor groups, but there is disclosed anything about switching between AC power and DC power. It was not a thing.

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、交流電力の生成に加えて目標とする電圧の直流電力を生成すると共に、それらの電力をユーザが容易に選択できるようにしたサイクロコンバータ式発電機を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and generate a DC power having a target voltage in addition to the generation of the AC power, and the cycloconverter type power generation that enables the user to easily select the power. Is to provide a machine.

上記した課題を解決するために、請求項１にあっては、３相の出力巻線を有する磁石発電部と、前記磁石発電部の出力の位相を示す位相信号を生成する単相の出力巻線と、前記３相の出力巻線に相互に逆並列にブリッジ接続されて単相の交流電力を出力するサイクロコンバータを構成する正負のスイッチング素子群からなるブリッジ回路と、前記位相信号に基づいて目標とする交流電力の周波数の半周期ごとに前記ブリッジ回路の正負のスイッチング素子群を可変の点弧幅で点弧して前記単相の交流電力を生成する交流電力生成手段と、前記交流電力を取り出すための交流コンセントと、前記直流電力を取り出すための直流コンセントとを備えたサイクロコンバータ式発電機において、前記位相信号に基づいて目標とする直流電圧に応じて設定される固定の点弧幅で前記正負のスイッチング素子群の一方を点弧して前記目標とする電圧の直流電力を生成する直流電力生成手段と、ユーザの操作自在に設けられ、ユーザによって操作されるとき、前記交流電力と直流電力の内の選択結果を示す出力を生じると共に、前記交流コンセントと直流コンセントの内の前記選択結果を示す出力に対応しない方を遮蔽する選択スイッチとを備え、よって前記選択スイッチの出力に応じて前記交流電力生成手段と直流電力生成手段のいずれかが動作するように構成した。 In order to solve the above-described problem, in claim 1, a magnet power generation unit having a three-phase output winding, and a single-phase output winding for generating a phase signal indicating a phase of an output of the magnet power generation unit And a bridge circuit comprising a group of positive and negative switching elements constituting a cycloconverter that outputs a single-phase AC power by being bridge-connected in reverse parallel with each other to the three-phase output winding, and based on the phase signal AC power generating means for generating the single-phase AC power by firing a positive and negative switching element group of the bridge circuit with a variable firing width every half cycle of the frequency of the target AC power, and the AC power an AC outlet for taking out, the cycloconverter generator equipped with a DC outlet for removing said DC power, set according to a DC voltage as a target based on the phase signal A DC power generation means for igniting one of said positive and negative switching element group in radians width point fixing to generate a DC power voltage to said target to be the manipulation of the user freely provided, operated by the user Rutoki, together produces an output indicating the selection result of said AC power and DC power, and a selection switch for blocking the person who does not correspond to an output indicating the selection result of said AC outlet and DC outlet, thus One of the AC power generation means and the DC power generation means is configured to operate according to the output of the selection switch.

請求項１に係るサイクロコンバータ式発電機にあっては、３相の出力巻線に相互に逆並列にブリッジ接続されてサイクロコンバータを構成するブリッジ回路の正負のスイッチング素子群を磁石発電部の出力の位相信号に基づいて目標とする交流電力の周波数の半周期ごとに可変の点弧幅で点弧して単相の交流電力を生成する交流電力生成手段と、位相信号に基づいて目標とする直流電圧に応じて設定される固定の点弧幅で正負のスイッチング素子群の一方を点弧して目標とする電圧の直流電力を生成する直流電力生成手段と、交流コンセントと、直流コンセントとユーザによって操作されるとき、交流電力と直流電力の内の選択結果を示す出力を生じると共に、交流コンセントと直流コンセントの内の選択結果を示す出力に対応しない方を遮蔽する選択スイッチとを備え、よって前記選択スイッチの出力に応じて前記交流電力生成手段と直流電力生成手段のいずれかが動作するように構成したので、交流電力の生成に加え、目標とする電圧の直流電力を生成できると共に、ユーザの操作自在に設けられた選択スイッチの出力に応じて交流電力生成手段と直流電力生成手段のいずれかを動作させることで、交流電力と直流電力をユーザが容易に選択することができる。 In the cycloconverter generator according to claim 1, the positive and negative switching elements of the bridge circuit that is bridge-connected to the three-phase output windings in antiparallel with each other are connected to the output of the magnet power generation unit. AC power generating means for generating a single-phase AC power by firing with a variable firing width every half cycle of a target AC power frequency based on the phase signal of the target, and a target based on the phase signal DC power generating means for generating DC power of a target voltage by firing one of positive and negative switching elements with a fixed firing width set according to the DC voltage, an AC outlet, a DC outlet, and a user when operated by, with produces an output indicating the selection result of the AC power and DC power, shielding the person who does not correspond to the output indicative of the selection result of the AC outlet and DC outlet And a selection switch for, thus since one of the DC power generating means and said AC power generating unit in accordance with the output of the selection switch is configured to operate, in addition to the generation of AC power, the voltage to be the target The user can easily generate AC power and DC power by operating either AC power generating means or DC power generating means in accordance with the output of a selection switch that can be operated by the user. You can choose.

また、ユーザは、選択した出力に相当するコンセントに負荷を誤りなく接続することができる。 Further , the user can connect the load to the outlet corresponding to the selected output without error.

以下、添付図面に即してこの発明に係るサイクロコンバータ式発電機を実施するための最良の形態について説明する。   The best mode for carrying out a cycloconverter generator according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図１はこの発明の実施例に係るサイクロコンバータ式発電機を全体的に示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram generally showing a cycloconverter generator according to an embodiment of the present invention.

図１において符号１０はサイクロコンバータ式発電機を示し、発電機１０は内燃機関（以下「エンジン」といい、ＥＮＧと示す）１２を備え、交流１００Ｖ−２．３ｋＶＡ、直流１２Ｖ−１０Ａの定格出力を有する。エンジン１２は空冷点火式であり、そのスロットルバルブ１２ａはステップモータなどからなるアクチュエータ１２ｂで開閉されると共に、リコイルスタータ（図示せず）で始動される。   In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a cycloconverter type generator, and the generator 10 includes an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”, referred to as ENG) 12, and rated output of AC 100 V-2.3 kVA, DC 12 V-10 A. Have The engine 12 is an air-cooled ignition type, and its throttle valve 12a is opened and closed by an actuator 12b made of a step motor and the like, and is started by a recoil starter (not shown).

発電機１０は、エンジン１２で駆動される磁石発電部（図１で「ＡＬＴ」と示す）１４を備える。   The generator 10 includes a magnet power generation unit (shown as “ALT” in FIG. 1) 14 driven by an engine 12.

図２は磁石発電部１４を構成するステータ１４ａの平面図である。   FIG. 2 is a plan view of the stator 14 a constituting the magnet power generation unit 14.

ステータ１４ａはエンジン１２のシリンダヘッド付近に固定されるステータコア１４ａ１を備える。図示の如く、ステータコア１４ａ１からは放射状に２７個の突起（ティース）１４ａ２が形成され、その内の２４個の突起にはコイルＵｎ，Ｖｎ，Ｗｎ（ｎ：１から８）が巻回されてＵ，Ｖ，Ｗ相からなる３相の出力巻線（メイン巻線）１６が形成される。   The stator 14 a includes a stator core 14 a 1 that is fixed near the cylinder head of the engine 12. As shown in the figure, 27 protrusions (teeth) 14a2 are formed radially from the stator core 14a1, and coils Un, Vn, Wn (n: 1 to 8) are wound around 24 protrusions, and U , V, and W phases are formed as a three-phase output winding (main winding) 16.

コイルＵ１とＷ８の間の３個の突起１４ａ２１，１４ａ２２，１４ａ２３の内、Ｗ相に対応する突起１４ａ２１はコイルを巻回されない一方、Ｖ相に対応する突起１４ａ２２とＵ相に対応する突起１４ａ２３はコイルを巻回され、単相の出力巻線２０，２２を形成する。   Of the three protrusions 14a21, 14a22, 14a23 between the coils U1 and W8, the protrusion 14a21 corresponding to the W phase is not wound around the coil, while the protrusion 14a22 corresponding to the V phase and the protrusion 14a23 corresponding to the U phase are Coils are wound to form single phase output windings 20,22.

ステータ１４ａの周囲にはロータ１４ｂが配置されると共に、その内部には上記したコイルと対向する位置に永久磁石１４ｂ１が、図示の如く、径方向に着磁された磁極を交互させつつ、９対（１８個）が取着される。永久磁石１４ｂ１は２個（例えば１４ｂ１１と１４ｂ１２）で１対を構成し、３個の突起１４ａ２当たり１対の永久磁石１４ｂ１が配置される。ロータ１４ｂはエンジン１２のフライホイールを兼用する。 A rotor 14b is arranged around the stator 14a, and a permanent magnet 14b1 is disposed inside the rotor 14b at a position facing the above-described coil, as shown in FIG. (18 pieces) are attached. Permanent magnets 14b1 constitute a pair of two (e.g., 14b11 and 14b12), the permanent magnets 14b 1 of three projections 14a2 per pair is disposed. The rotor 14b also serves as the flywheel of the engine 12.

ステータ１４ａの回りをロータ１４ｂの永久磁石１４ｂ１が回転することにより、３相の出力巻線１６から３相の交流電力が出力されると共に、単相の出力巻線２０からは単相の交流電力、即ち、磁石発電部１４の出力、より具体的には出力巻線１６の出力の位相を示すＶ相パルス（位相信号）が出力される。出力巻線２２からも単相の交流電力が出力される。   As the permanent magnet 14b1 of the rotor 14b rotates around the stator 14a, three-phase AC power is output from the three-phase output winding 16, and single-phase AC power is output from the single-phase output winding 20. That is, a V-phase pulse (phase signal) indicating the phase of the output of the magnet power generation unit 14, more specifically the output of the output winding 16, is output. Single-phase AC power is also output from the output winding 22.

図１の説明に戻ると、磁石発電機１４で発電された３相の交流電力は、サイクロコンバータのブリッジ回路２４に入力される。   Returning to the description of FIG. 1, the three-phase AC power generated by the magnet generator 14 is input to the bridge circuit 24 of the cycloconverter.

図３はサイクロコンバータのブリッジ回路２４の構成を詳細に示すブロック図である。図示の如く、ブリッジ回路は、正群コンバータ２４ａと負群コンバータ２４ｂと平滑コンデンサ２４ｃからなる。   FIG. 3 is a block diagram showing in detail the configuration of the bridge circuit 24 of the cycloconverter. As shown in the figure, the bridge circuit includes a positive group converter 24a, a negative group converter 24b, and a smoothing capacitor 24c.

正群コンバータ２４ａはカソードが正側を向くように配置された一対を３組並列に接続させた計６個のサイリスタ（ＳＣＲ。正のスイッチング素子群）Ｐｎ（ｎ：１から６）からなると共に、負群コンバータ２４ｂはカソードが負側を向くように配置された一対を３組並列に接続させた同数個のサイリスタ（ＳＣＲ。負のスイッチング素子群）Ｎｎ（ｎ：１から６）からなる。このように、サイクロコンバータのブリッジ回路２４は３相の出力巻線１６に相互に逆並列にブリッジ接続される正負のスイッチング素子群からなるブリッジ回路として構成される。   The positive group converter 24a is composed of a total of six thyristors (SCR, positive switching element group) Pn (n: 1 to 6) in which three pairs, each having a cathode arranged on the positive side, are connected in parallel. The negative group converter 24b is composed of the same number of thyristors (SCR, negative switching element group) Nn (n: 1 to 6) in which three pairs arranged in such a manner that the cathode faces the negative side are connected in parallel. As described above, the bridge circuit 24 of the cycloconverter is configured as a bridge circuit composed of positive and negative switching elements that are bridge-connected to the three-phase output winding 16 in antiparallel to each other.

３相の出力巻線１６の出力端子は、一対のサイリスタＰｎ，Ｎｎの中点に接続される。即ち、ブリッジ回路２４において正群コンバータ２４ａと負群コンバータ２４ｂは３相の出力巻線１６に相互に逆並列にブリッジ接続される。   The output terminal of the three-phase output winding 16 is connected to the midpoint of the pair of thyristors Pn and Nn. That is, in the bridge circuit 24, the positive group converter 24a and the negative group converter 24b are bridge-connected to the three-phase output winding 16 in antiparallel with each other.

図１の説明に戻ると、ブリッジ回路２４は、電子制御ユニット（Electronic Control Unit。以下「ＥＣＵ」という）２６に接続される。   Returning to the description of FIG. 1, the bridge circuit 24 is connected to an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 26.

ＥＣＵ２６は、正負コンバータ切替制御部２６ａ、電圧実効値制御部２６ｂ、物理値変換部２６ｃ、およびスロットル制御部２６ｄを備える。ＥＣＵ２６は実際にはＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏなどを備えたマイクロコンピュータからなり、上記した電圧実効値制御部２６ｂなどはそのＣＰＵの動作を機能的に示したものである。   The ECU 26 includes a positive / negative converter switching control unit 26a, a voltage effective value control unit 26b, a physical value conversion unit 26c, and a throttle control unit 26d. The ECU 26 is actually composed of a microcomputer equipped with a CPU, ROM, RAM, I / O and the like, and the voltage effective value control unit 26b described above functionally shows the operation of the CPU.

後述する如く、ＥＣＵ２６の正負コンバータ切替制御部２６ａによってブリッジ回路２４において正群コンバータ２４ａと負群コンバータ２４ｂのうちの点弧（導通）されるべき方が選択（切替）され、電圧実効値制御部２６ｂによって点弧角が制御され、よって入力された３相の交流電力は単相の交流電力あるいは直流電力に変換され、給電路２８を介して負荷３０に供給される。   As will be described later, the positive / negative converter switching control unit 26a of the ECU 26 selects (switches) which one of the positive group converter 24a and the negative group converter 24b should be ignited (switched) in the bridge circuit 24, and the voltage effective value control unit. The firing angle is controlled by 26 b, so that the input three-phase AC power is converted into single-phase AC power or DC power and supplied to the load 30 via the power supply path 28.

図示の如く、出力巻線２０から出力されたＶ相パルス（位相信号）はＥＣＵ２６の物理値変換部２６ｃを介して正負コンバータ切替制御部２６ａや電圧実効値制御部２６ｂに送られると共に、物理値変換部２６ｃでＶ相パルスをカウントしてエンジン回転数ＮＥが検出される。出力巻線２２の出力は整形され、エンジン１２の点火コイルなどの点火系（図示せず）に点火電圧として供給される。   As shown in the figure, the V-phase pulse (phase signal) output from the output winding 20 is sent to the positive / negative converter switching control unit 26a and the voltage effective value control unit 26b via the physical value conversion unit 26c of the ECU 26, and the physical value. The converter 26c counts the V-phase pulses and detects the engine speed NE. The output of the output winding 22 is shaped and supplied as an ignition voltage to an ignition system (not shown) such as an ignition coil of the engine 12.

物理値変換部２６ｃで検出されたエンジン回転数ＮＥは、スロットル制御部２６ｄに入力される。スロットル制御部２６ｄは、検出されたエンジン回転数ＮＥが目標エンジン回転数となるように適応制御器（Self -Tuning Regulator）を用いてアクチュエータ１２ｂの動作を調整してスロットルバルブ１２ａの開度を制御する。尚、その制御の詳細はこの発明の要旨と直接の関連を有しないので、ここでの説明は省略する。   The engine speed NE detected by the physical value conversion unit 26c is input to the throttle control unit 26d. The throttle controller 26d controls the opening of the throttle valve 12a by adjusting the operation of the actuator 12b using an adaptive controller (Self-Tuning Regulator) so that the detected engine speed NE becomes the target engine speed. To do. The details of the control are not directly related to the gist of the present invention, and the description thereof is omitted here.

また物理値変換部２６ｃで検出されたエンジン回転数ＮＥと位相信号は、電圧実効値制御部２６ｂに入力される。給電路２８には電圧センサ３２と電流センサ３４が配置され、それぞれ給電路２８の電圧と電流に応じた出力を生じる。電圧センサ３２と電流センサ３４の出力は正負コンバータ切替制御部２６ａと電圧実効値制御部２６ｂに送られる。   The engine speed NE and the phase signal detected by the physical value converter 26c are input to the voltage effective value controller 26b. A voltage sensor 32 and a current sensor 34 are arranged in the power supply path 28, and outputs corresponding to the voltage and current of the power supply path 28, respectively. Outputs of the voltage sensor 32 and the current sensor 34 are sent to a positive / negative converter switching control unit 26a and a voltage effective value control unit 26b.

また、発電機１０のコントロールパネル（後述）などのユーザ（使用者）の操作自在な適宜位置には、商用電力系統の６０Ｈｚあるいは５０Ｈｚを目標周波数としてユーザに設定させる周波数設定ＳＷ（スイッチ）３６が設けられると共に、要求する直流電力の電圧をユーザに設定（選択）させる電圧設定ＳＷ（スイッチ）３８が設けられる。それらの出力も電圧実効値制御部２６ｂに送られる。   In addition, a frequency setting SW (switch) 36 that allows the user to set 60 Hz or 50 Hz of the commercial power system as a target frequency is provided at an appropriate position where the user (user) can operate such as a control panel (described later) of the generator 10. A voltage setting SW (switch) 38 is provided that allows the user to set (select) the required DC power voltage. These outputs are also sent to the voltage effective value control unit 26b.

次いで、正負コンバータ切替制御部２６ａと電圧実効値制御部２６ｂの動作を説明する。   Next, the operations of the positive / negative converter switching control unit 26a and the voltage effective value control unit 26b will be described.

先ず、３相の交流電力を商用電力系統の６０Ｈｚ（あるいは５０Ｈｚ）を目標周波数とする単相の交流電力に変換する場合を説明すると、正負コンバータ切替制御部２６ａは、図４に示す如く、電流センサ３４で検出された電流の傾きから正群コンバータ２４ａと負群コンバータ２４ｂのいずれかを点弧すべきか決定する。   First, a description will be given of a case where three-phase AC power is converted into single-phase AC power having a target frequency of 60 Hz (or 50 Hz) in the commercial power system. As shown in FIG. Whether the positive group converter 24a or the negative group converter 24b should be ignited is determined from the slope of the current detected by the sensor 34.

具体的には、正負コンバータ切替制御部２６ａは、検出された電流が０レベルを正側に超えるときは正群コンバータ２４ａを、負側に超えるときは負群コンバータ２４ｂを点弧すべきと決定する。   Specifically, the positive / negative converter switching control unit 26a determines that the positive group converter 24a should be fired when the detected current exceeds the zero level to the positive side, and the negative group converter 24b should be fired when the detected current exceeds the negative side. To do.

電圧実効値制御部２６ｂは、前記した位相信号と図５に示すような正群コンバータ２４ａと負群コンバータ２４ｂの１２個のサイリスタＰｎ，Ｎｎ（同図でＳＣＲｎ＋，ｎ−などと示す）ごとに生成された基準ノコギリ波に基づき、周波数設定ＳＷ３６を介してユーザから設定された、図６に示すような目標周波数（６０Ｈｚあるいは５０Ｈｚ）の波形ｗと、１２個のサイリスタＰｎ，Ｎｎのそれぞれに設けられる比較器（図示せず）との比較結果に基づき、サイリスタを同図に矢印で示すタイミングで点弧（導通）し、出力電圧の実効値を目標とする実効値に制御する。尚、図５でＵＶ，ＶＷ，ＷＵ間に印加される電圧を実線、その逆のＶＵ，ＷＶ，ＵＷ間に印加される電圧を破線で示す。   The voltage effective value control unit 26b is provided for each of the thyristors Pn and Nn (shown as SCRn +, n−, etc.) of the positive group converter 24a and the negative group converter 24b as shown in FIG. Based on the generated reference sawtooth wave, the waveform w of the target frequency (60 Hz or 50 Hz) set by the user via the frequency setting SW 36 and the twelve thyristors Pn and Nn are provided. Based on the result of comparison with a comparator (not shown), the thyristor is fired (conducted) at the timing indicated by the arrow in the figure, and the effective value of the output voltage is controlled to the target effective value. In FIG. 5, the voltage applied between UV, VW, and WU is indicated by a solid line, and the voltage applied between the opposite VU, WV, and UW is indicated by a broken line.

電圧実効値制御部２６ｂで目標実効値に制御されて生成された単相の交流電力は平滑コンデンサ２４ｃで平滑され、給電路２８、より具体的には給電路２８ａ，２８ｂ（図３）を介して負荷３０に供給される。このように、サイクロコンバータは、ブリッジ回路２４とＥＣＵ２６で構成される。   The single-phase AC power generated by being controlled to the target effective value by the voltage effective value control unit 26b is smoothed by the smoothing capacitor 24c, and is supplied via the power supply path 28, more specifically, the power supply paths 28a and 28b (FIG. 3). To the load 30. As described above, the cycloconverter includes the bridge circuit 24 and the ECU 26.

尚、電圧実効値制御部２６ｂは、エンジン１２が始動されてエンジン回転数ＮＥが上昇し、出力許可しきい値を超えたとき、生成した電力の出力を開始すると共に、エンジン回転数ＮＥが停止判定しきい値を下回ったとき、出力を停止する。   The voltage effective value control unit 26b starts outputting the generated power and stops the engine speed NE when the engine 12 is started and the engine speed NE rises and exceeds the output permission threshold. When it falls below the judgment threshold, output is stopped.

次いで、３相の交流電力を直流電力に変換する場合を説明する。   Next, a case where three-phase AC power is converted to DC power will be described.

図７を参照して説明すると、電圧実効値制御部２６ｂは、位相信号と図７に示すような交流電力に変換する場合と同様の基準ノコギリ波に基づき、同図に矢印で示す如く、設定された電圧に応じて決定される固定の点弧角３０度で正群コンバータ２４ａと負群コンバータ２４ｂを、具体的には正群コンバータ２４ａを点弧する。   Referring to FIG. 7, the voltage effective value control unit 26b is set based on the phase signal and the reference sawtooth wave similar to that in the case of converting to AC power as shown in FIG. The positive group converter 24a and the negative group converter 24b, specifically the positive group converter 24a, are fired at a fixed firing angle of 30 degrees determined in accordance with the applied voltage.

これにより、図７に示す如く、正群コンバータ２４ａによってノコギリ波状の出力が生成される。生成された出力は平滑コンデンサ２４ｃで平滑されることで同図に破線ｘで示すような、直流成分に近い出力となって給電路２８ａ（正）、２８ｂ（接地）を介して負荷３０に供給される。 Thereby, as shown in FIG. 7, the sawtooth wave-like output is generated by the positive group converter 24a. The generated output is smoothed by the smoothing capacitor 24c, and becomes an output close to a direct current component as shown by a broken line x in the figure, and is supplied to the load 30 via the power supply paths 28a (positive) and 28b (ground). Is done .

図８は、図７に示す例と別の点弧角、具体的には４５度で点弧した場合で、より点弧角度を増加させた場合である。このように、サイリスタＰｎの点弧角度を増加、即ち、通電角度区間を長くするほど、出力される直流の電圧は増加する。   FIG. 8 shows a case where the ignition angle is different from the example shown in FIG. 7, specifically, the ignition is performed at 45 degrees, and the ignition angle is further increased. Thus, as the firing angle of the thyristor Pn is increased, that is, the energization angle section is lengthened, the output DC voltage increases.

上記した如く、電圧実効値制御部２６ｂは、位相信号に基づき、目標とする交流電力の周波数の半周期ごとにブリッジ回路２４の正負のＳＣＲ（スイッチング素子）群Ｐｎ，Ｎｎを可変の点弧幅で点弧して目標周波数の単相の交流電力を生成すると共に、目標とする直流電圧に応じて設定される固定の点弧幅で正負のＳＣＲ（スイッチング素子）群Ｐｎ，Ｎｎの一方（Ｐｎ）を点弧して目標とする電圧の直流電力を生成する。   As described above, the effective voltage value control unit 26b controls the positive and negative SCR (switching element) groups Pn and Nn of the bridge circuit 24 for each half cycle of the target AC power frequency based on the phase signal. To generate single-phase AC power having a target frequency and one of positive and negative SCR (switching element) groups Pn and Nn (Pn) with a fixed firing width set according to a target DC voltage. ) To generate DC power of a target voltage.

上記した交流電力および直流電力の生成は前記した特許文献１に詳細に記載されているので、説明は上記に止める。   Since the generation of the AC power and the DC power described above is described in detail in the above-mentioned Patent Document 1, the description is stopped above.

図１の説明に戻ると、発電機１０のコントロールパネルには選択ＳＷ（スイッチ）４０がユーザの操作自在に設けられる。選択ＳＷ４０は、操作されるとき、ユーザによる交流電力と直流電力の内の選択結果を示す出力を生じる。   Returning to the description of FIG. 1, a selection SW (switch) 40 is provided on the control panel of the generator 10 so as to be operated by the user. When operated, the selection SW 40 generates an output indicating a selection result of the AC power and DC power by the user.

図９は、その発電機１０のコントロールパネル１０ａに設けられる選択ＳＷ４０の正面図である。   FIG. 9 is a front view of the selection SW 40 provided on the control panel 10 a of the generator 10.

図示の如く、発電機１０のコントロールパネル１０ａには直流コンセント４２と交流コンセント４４が配置される。ユーザはコンセント４２，４４のいずれかを負荷３０のプラグ（図示せず）に差し込み、負荷３０を通電する。直流コンセント４２の付近には電気接点４０ａが設けられ、押圧されるとき、オン信号を出力する。   As illustrated, a DC outlet 42 and an AC outlet 44 are disposed on the control panel 10 a of the generator 10. The user inserts one of the outlets 42 and 44 into a plug (not shown) of the load 30 and energizes the load 30. An electrical contact 40a is provided in the vicinity of the DC outlet 42 and outputs an ON signal when pressed.

選択ＳＷ４０は、電気接点４０ａと、直流コンセント４２と交流コンセント４４の間をスライドして一方を遮蔽するコンセントカバー４０ｂからなり、直流コンセント４２の上にスライドさせられるとき、図１０に示すように電気接点４０ａを押圧してオン信号を出力するように構成される。図１１は、選択ＳＷ４０が直流コンセント４２の上にスライドさせられた場合を示す。 The selection SW 40 is composed of an electrical contact 40a and an outlet cover 40b that slides between the DC outlet 42 and the AC outlet 44 to shield one side. The contact 40a is pressed to output an ON signal. Figure 11 shows a case where the selected SW40 been slid onto the straight stream outlet 4 2.

選択ＳＷ４０の電気接点４０ａの出力は、電圧実効値制御部２６ｂに入力され、電圧実効値制御部２６ｂは、その出力に応じて上記したように交流電力または直流電力を生成する。   The output of the electrical contact 40a of the selection SW 40 is input to the voltage effective value control unit 26b, and the voltage effective value control unit 26b generates AC power or DC power as described above according to the output.

上記の如く、この実施例においては、３相の出力巻線１６を有する磁石発電部（ＡＬＴ）１４と、前記磁石発電部１４の出力の位相を示す位相信号を生成する単相の出力巻線２０と、前記３相の出力巻線１６に相互に逆並列にブリッジ接続されて単相の交流電力を出力するサイクロコンバータを構成する正負のスイッチング素子群（サイリスタＰｎ，Ｎｎ）群（正群コンバータ２４ａ、負群コンバータ２４ｂ）からなるブリッジ回路２４と、前記位相信号に基づいて目標とする交流電力の周波数の半周期ごとに前記ブリッジ回路の正負のスイッチング素子群を可変の点弧幅で点弧して前記単相の交流電力を生成する交流電力生成手段（ＥＣＵ２６の電圧実効値制御部２６ｂ）と、前記交流電力を取り出すための交流コンセント４４と、前記直流電力を取り出すための直流コンセント４２とを備えたサイクロコンバータ式発電機１０において、前記位相信号に基づいて目標とする直流電圧に応じて設定される固定の点弧幅で前記正負のスイッチング素子群の一方（サイリスタＰｎ）を点弧して前記目標とする電圧の直流電力を生成する直流電力生成手段（ＥＣＵ２６の電圧実効値制御部２６ｂ）と、ユーザの操作自在に設けられ、ユーザによって操作されるとき、前記交流電力と直流電力の内の選択結果を示す出力を生じると共に、前記交流コンセント４４と直流コンセント４２の内の前記選択結果を示す出力に対応しない方を遮蔽する選択スイッチ（ＳＷ）４０とを備え、よって前記選択スイッチ４０の出力に応じて前記交流電力生成手段と直流電力生成手段のいずれかが動作するように構成した。 As described above, in this embodiment, a magnet power generation unit (ALT) 14 having a three-phase output winding 16 and a single-phase output winding that generates a phase signal indicating the phase of the output of the magnet power generation unit 14. 20 and a group of positive and negative switching elements (thyristors Pn, Nn) (positive group converter) constituting a cycloconverter that is bridge-connected in reverse parallel to the three-phase output winding 16 and outputs single-phase AC power. 24a and a negative group converter 24b), and a positive and negative switching element group of the bridge circuit is ignited with a variable firing width every half cycle of the target AC power frequency based on the phase signal. and AC power generation means (effective voltage controller 26b of the ECU 26) for generating AC power of the single phase, and the AC outlet 44 for taking out the AC power, the straight In cycloconverter generator 10 equipped with a DC outlet 42 for taking out the power, the switching element group of the positive and negative at a fixed ignition range which is set according to a DC voltage as a target based on the phase signal One (thyristor Pn) is ignited and direct current power generation means (voltage effective value control unit 26b of ECU 26) for generating direct current power of the target voltage is provided, and can be operated by the user and operated by the user. time, the resulting output indicating the selection result of said AC power and DC power, selection switch for blocking the person who does not correspond to an output indicating the selection result of the DC outlet 42 and the AC outlet 44 (SW) 40 Therefore, one of the AC power generation means and the DC power generation means operates in accordance with the output of the selection switch 40 Sea urchin was constructed.

これにより、交流電力の生成に加え、目標とする電圧の直流電力を生成できると共に、ユーザの操作自在に設けられた選択スイッチ４０の出力に応じて交流電力生成手段と直流電力生成手段のいずれかを動作させることで、交流電力と直流電力をユーザが容易に選択することができる。   Thereby, in addition to the generation of the AC power, the DC power of the target voltage can be generated, and either of the AC power generation means and the DC power generation means according to the output of the selection switch 40 provided to be freely operated by the user. By operating the, the user can easily select AC power and DC power.

また、ユーザは、選択した出力に相当するコンセント（交流コンセント４４、直流コンセント４２）に負荷３０を誤りなく接続することができる。
 Also, Yu chromatography The can connect the load 30 without error in outlet corresponding to the selected output (AC outlet 44, DC outlet 42).

尚、上記においてスイッチング素子としてサイリスタを示したが、それに限られるものではなく、ＦＥＴなどであっても良い。   In the above description, the thyristor is shown as the switching element. However, the thyristor is not limited thereto, and may be an FET or the like.

また、直流電圧をユーザが設定できるように構成したが、１２Ｖなどバッテリの充電に使用される値に固定しても良い。   Moreover, although it comprised so that a user could set DC voltage, you may fix to the value used for charge of batteries, such as 12V.

この発明の実施例に係るサイクロコンバータ式発電機を全体的に示すブロック図である。1 is a block diagram generally showing a cycloconverter generator according to an embodiment of the present invention. 図１に示す磁石発電部を構成するステータの平面図である。It is a top view of the stator which comprises the magnet electric power generation part shown in FIG. 図１に示すサイクロコンバータのブリッジ回路の構成を詳細に示すブロック図である。It is a block diagram which shows in detail the structure of the bridge circuit of the cycloconverter shown in FIG. 図１に示す電子制御ユニット（ＥＣＵ）の正負コンバータ切替制御部による交流への変換時の正、負群コンバータの切替（選択）動作を示すタイム・チャートである。2 is a time chart showing a switching operation (selection) of positive and negative group converters at the time of conversion to alternating current by a positive / negative converter switching control unit of the electronic control unit (ECU) shown in FIG. 1. 同様に図１に示す電子制御ユニットの電圧実効値制御部による交流への変換時の正、負群コンバータの点弧動作を示すタイム・チャートである。2 is a time chart showing the ignition operation of the positive and negative group converters when the voltage effective value control unit of the electronic control unit shown in FIG. 図５の正、負群コンバータの点弧動作で使用される目標波形を示すタイム・チャートである。It is a time chart which shows the target waveform used by the starting operation | movement of the positive / negative group converter of FIG. 図１に示す電子制御ユニットの電圧実効値制御部による直流への変換時の正、負群コンバータの点弧動作を示すタイム・チャートである。2 is a time chart showing the firing operation of positive and negative group converters during conversion to direct current by a voltage effective value control unit of the electronic control unit shown in FIG. 1. 同様に図１に示す電子制御ユニットの電圧実効値制御部による直流への変換時の正、負群コンバータの点弧動作を示すタイム・チャートである。2 is a time chart showing the ignition operation of the positive and negative group converters when the voltage effective value control unit of the electronic control unit shown in FIG. 図１に示すサイクロコンバータのコントロールパネルに設けられる選択スイッチの正面図である。It is a front view of the selection switch provided in the control panel of the cycloconverter shown in FIG. 図９に示す選択スイッチの側面図である。FIG. 10 is a side view of the selection switch shown in FIG. 9. 同様に図１に示すサイクロコンバータのコントロールパネルに設けられる選択スイッチの正面図である。FIG. 2 is a front view of a selection switch similarly provided on the control panel of the cycloconverter shown in FIG. 1.

符号の説明Explanation of symbols

１０ サイクロコンバータ式発電機、１２ 内燃機関（エンジン）、１４ 磁石発電部、１４ａ ステータ、１４ａ１ ステータコア、１４ａ２ 突起、１４ｂ ロータ、１４ｂ１ 永久磁石、１６ ３相の出力巻線、２０，２２ 単相の出力巻線、２４ サイクロコンバータのブリッジ回路、２４ａ 正群コンバータ、２４ｂ 負群コンバータ、２４ｃ 平滑コンデンサ、２６ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）、２６ａ 正負コンバータ切替制御部、２６ｂ 電圧実効値制御部、２６ｃ 物理値変換部、２６ｄ スロットル制御部、２８ 給電路、３０ 負荷、３２ 電圧センサ、３４ 電流センサ、３６ 周波数設定ＳＷ、３８ 電圧設定ＳＷ、４０ 選択ＳＷ（スイッチ）、４２ 直流コンセント、４４ 交流コンセント   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Cycloconverter type generator, 12 Internal combustion engine (engine), 14 Magnet power generation part, 14a Stator, 14a1 Stator core, 14a2 Protrusion, 14b Rotor, 14b1 Permanent magnet, 16 Three-phase output winding, 20, 22 Single-phase output Winding, 24 Bridge circuit of cycloconverter, 24a Positive group converter, 24b Negative group converter, 24c Smoothing capacitor, 26 Electronic control unit (ECU), 26a Positive / negative converter switching control unit, 26b Voltage effective value control unit, 26c Physical value conversion Unit, 26d throttle control unit, 28 power supply path, 30 load, 32 voltage sensor, 34 current sensor, 36 frequency setting SW, 38 voltage setting SW, 40 selection SW (switch), 42 DC outlet, 44 AC outlet

Claims (1)

３相の出力巻線を有する磁石発電部と、前記磁石発電部の出力の位相を示す位相信号を生成する単相の出力巻線と、前記３相の出力巻線に相互に逆並列にブリッジ接続されて単相の交流電力を出力するサイクロコンバータを構成する正負のスイッチング素子群からなるブリッジ回路と、前記位相信号に基づいて目標とする交流電力の周波数の半周期ごとに前記ブリッジ回路の正負のスイッチング素子群を可変の点弧幅で点弧して前記単相の交流電力を生成する交流電力生成手段と、前記交流電力を取り出すための交流コンセントと、前記直流電力を取り出すための直流コンセントとを備えたサイクロコンバータ式発電機において、前記位相信号に基づいて目標とする直流電圧に応じて設定される固定の点弧幅で前記正負のスイッチング素子群の一方を点弧して前記目標とする電圧の直流電力を生成する直流電力生成手段と、ユーザの操作自在に設けられ、ユーザによって操作されるとき、前記交流電力と直流電力の内の選択結果を示す出力を生じると共に、前記交流コンセントと直流コンセントの内の前記選択結果を示す出力に対応しない方を遮蔽する選択スイッチとを備え、よって前記選択スイッチの出力に応じて前記交流電力生成手段と直流電力生成手段のいずれかが動作するように構成したことを特徴とするサイクロコンバータ式発電機。 A magnet power generation unit having a three-phase output winding, a single-phase output winding for generating a phase signal indicating the phase of the output of the magnet power generation unit, and an anti-parallel bridge to the three-phase output winding A bridge circuit comprising a group of positive and negative switching elements constituting a cycloconverter that is connected and outputs single-phase AC power, and the positive and negative of the bridge circuit every half cycle of the frequency of the target AC power based on the phase signal AC power generating means for generating the single-phase AC power by igniting the switching element group with a variable ignition width, an AC outlet for extracting the AC power, and a DC outlet for extracting the DC power in cycloconverter generator equipped with a preparative, wherein the positive and negative switching element group in a fixed ignition range which is set according to a DC voltage as a target based on the phase signal A DC power generating means one of the by firing to produce the DC power voltage to the target, the operation of the user freely provided, when operated by a user, the selection result of said AC power and DC power And a selection switch that shields one of the AC outlet and the DC outlet that does not correspond to the output indicating the selection result, and accordingly the AC power generation means and the DC according to the output of the selection switch. A cyclo-converter generator characterized in that any one of the power generation means operates.
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